کاربرد نمایشگرهای هولوگرافیکی

اگر ارزش یک تصویر دوبعدی به اندازه ی هزاران کلمه است پس ارزش یک تصویر سه بعدی به اندازه ی میلیون هاست. یکی از کاربرد های هولوگرافی بازسازی تصاویر سه بعدی است. در اینجا ما چیزهایی را که ممکن است در خصوص دنیای عجیب و شگفت انگیز هولوگرافی و نمایشگرهای هولوگرافیکی ندانید بیان میکنیم.

• تصاویر سه بعدی در صحنه زنده
• ذخیره سازی اطلاعات در هولوگرام
• چگونه میتوانیم یک اطلاعات هولوگرام را محاسبه کنیم؟
• ساخت نمایشگرهای هولوگرافیکی سه بعدی
• نحوه کارکرد نمایشگرهای هولوگرافیکی
• نمایشگرهای هولوگرافیکی نسل سوم
• انواع نمایشگرهای هولوگرافیکی

تصاویر سه بعدی در صحنه زنده

وقتی شما توپاک، مایکل جکسون یا هرکس دیگر را در کنسرت یا جاهای مشابه می بینید بدانید که آن ها هولوگرام نیستند. این یک کلک بوده و هولوگرام هیچ ارتباطی با آن ها ندارند. این امر در سال 1980 توسط جان پیر ابداع شد. صدای حیرت تماشاچیان از دیدن شبحی که در مقابل هنرپیشه روی صحنه ظاهر شده است، در واقع یک توهم است که به صورت هوشمندانه به کار گرفته می شود.

جایی که یک قطعه شیشه در گوشه ای مابین حضار قرار داده شده از صحنه، برای انعکاس نور از سوی هنر پیشه در قسمت پایین به سوی تماشاچیان استفاده می شود اما اجازه می دهد که آن ها بالای صفحه را ببینند چرا که شیشه به شدت شفاف و ناپیداست. به طوری که تصور میکنیم شبحی روی صحنه حضور دارد. اینگونه اکثر هولوگرام  تلوزیون اندکی با حقه ی شبه وار جان پپر متفاوت هستند.

ذخیره سازی اطلاعات در هولوگرام

تصور کنید که شما از صحنه یک عکس گرفته اید. با دوربینتان زوم می کنید، کلیک می کنید و عکس می گیرید. از یک نقطه نظرعینی، شما متوسط فاصله ی نوری که از صحنه با استفاده از گیرنده ها ناشی می شود را نگه می دارید. در نتیجه حجم زیادی از اطلاعاتی که از طریق نور یافت می شوند دور انداخته می شوند. جمع آوری این اطلاعات تنها ذخیره ی درصد کمی است ازهمه ی اطلاعاتی که آنجاست.

یک هولوگرام حساس ترین قسمت این اطلاعات است زیرا در واقع چیزی ضبط شده و سپس بازسازی شده از طریق اطلاعات نوری است. مانند آنچه دیده می شود بیننده قادر به گفتن تفاوت میان منظره ی اصلی نیست زیرا هولوگرام به تماشاگر همه ی اطلاعات اصلی را میدهد.

هم اکنون ممکن است سوال کنید چگونه می توانیم این کار را انجام دهیم؛ خب، اگر شما شی ای را که میخواهید بیاورید و آن را با لیزر روشن کنید و این نور را با تاباندن نور لیزری دیگرمتفرق کنید، آنچه که این حالت میسازد هولوگرام است. این کار جذب فاصله، وجهه و اطلاعات طول موج از طرف شی است.

اکنون اگر زیر میکروسکوپ به این الگوها نگاهی بیاندازیم ممکن است تنها حواشی متداخل را ببینیم که اصلا خوش آیند نیستند. اگر چه ما با لیزری از یک منشا یکسان آن را روشن می کنیم، نور از تمامی حواشی به طور همزمان متفرق می شود و با خودش تداخل پیدا می کند تا نور شی اصلی را باز سازی کند.

زیبایی این تکنیک در این است که از این طریق اطلاعات سه بعدی را بازسازی کرده و به یک نمایش سه بعدی واقعی دست می یابید. این تکنیک به صورت اصلی در حدود هفتاد سال پیش انجام شده است تا هولوگرام های ایستا را شکل دهد. اما چرا نمی توانیم هولوگرام را بصورت دینامیکی تغییر دهیم و بطور موثر یک نمایش هولوگرافیکی بسازیم؟ این موضوع در بخش بعدی مطرح می شود.

چگونه میتوانیم یک اطلاعات هولوگرام را محاسبه کنیم؟

معمولا می توانیم تمام اطلاعات نوری را ثبت کنیم. هنوز ما هیچ تکنولوژی بازرگانی نداریم تا این کار را انجام دهیم. ما می توانیم امواج کامل الکترومغناطیسی تشکیل شده از صحنه ی مشابه را بسازیم تا آنچه را که پراکندگی نور از یک شی مشابه آن است را در تمامی فضاها و زوایا کشف کنیم و سپس این اطلاعات را برای تشکیل هولوگرام ضبط کنیم. اگرچه این کار عملا با تکنولوژی حال حاضر بعید است. یک راه مشابه بهتر این است که ما در خصوص اشیا و نگاه عمیق به  بنیاد آن ها و ماورای پدیده ها هوشمندتر باشیم.

می توانیم تخمینی بزنیم. اگر به اندازه ی کافی از نقطه ی انکسار به دور باشید پرتو به شکل انکسار نور درمی آید. مشکلی که در اینجا میبینید مربوط به انتقالات ریاضی فوریه در نمایش انکسار اشیا است. که معنایش این است که به دلیل اینکه کامپیوترهای ما می توانند به سرعت اف اف پی را اجرا کنند می توانیم به سرعت هولوگرام های کامپیوتری اصلی را بسازیم. بنابراین با نمایش آن روی یک اس.ال.ام می توانیم نور را منکسر کرده تا در آینده تصاویر مصنوعی بسازیم. این کار هولوگرافی کامپیوتری نامیده میشود و هم اکنون که کامپیوترها درحال سریع شدن و تاثیر گذار بودن هستند می توانند به موضوع هسته ای در تحقیقات تبدیل شوند.

ساخت نمایشگرهای هولوگرافیکی سه بعدی

مشکل ساخت نمایشگر های هولوگرافیک سه بعدی این است که میزان اطلاعاتی که یک هولوگرام معمول حاوی آن است فراوان می باشد. نور شامل اطلاعات زیادی است. بعنوان مثال، تصور می شود که به ترتیب میلیارد، تریلیون پیکسل فراهم می شوند تا به یک نمایشگر هولوگرافیک سه بعدی برسند. گفته می شود با رقم روشنایی سی اف، پی،اس، مقدار سرسام آوری از اطلاعات داده ها را داراست.

ما تقریبا به تکنولوژی نیاز داریم که می تواند تمام اطلاعات نوری پیچیده را ضبط کرده، اطلاعات تکنولوژیکی قادر به انتقال حجم زیادی از اطلاعات است و سپس یک کامپیوتر نیازدارد تا حجم اطلاعات را سازماندهی کند. تصور کنید که ما در حال ورود به تلوزیون های 4k که صفحه ی آن ها از تقریبا بیست میلیون پیکسل ساخته شده اند باشیم.

نحوه کارکرد نمایشگرهای هولوگرافیکی

کواینتیک، نمایشگر هولوگرافیکی که نخستین را براساس تکنولوژی فاصله ی تعدیل نور در دوازده سال پیش ساخت. وی از سیستم سه خط فعالی با دو تعدیل کننده ی نور فاصله دار استفاده کرد تا به همه ی عمق مورد نیاز برای تصاویر سه بعدی دست یابد. تولید آن ها گران بوده و مدت کوتاهی پس از تکامل ادامه یافتند. با این حال هنوز هم نزدیک ترین مورد به نمایشگرهای هولوگرافیکی رونمایی شده هستند.

اگرچه ما در خصوص نمایشگرهای هولوگرافیکی سه بعدی مباحثه کردیم اما هولوگرافی بعنوان یک نظم غیرقابل تخمین است و برنامه هایی در زمینه های مختلف دارد. چند مثال میزنیم:

1) ذخیره ی داده ها توسط هولوگرافی

اطلاعات عینی ذخیره شده در دیسک مسطح. اگرچه هولوگرافی ممکن است اطلاعات صدا و دیگر محتویات را در زوایای گوناگون ضبط کند و ممکن است اطلاعات زیادی را به طور مغناطیسی مرتب کند.

2) انبرک های عینی هولوگرافیکی

انبرک های عینی هولوگرافیکی استفاده می شوند تا نور را وادار به حرکت اجزا کند. معمولا کاربرد زیستی داشته و تله های عینی خلق می کند. با استفاده از کامپیوتر هایی که هولوگرام ها را تولید می کنند محققان می توانند صف های بزرگ اجزا را در فاصله ی کمی دستکاری کنند.

3) کاربرد برچسب امنیتی

هولوگرام ها در اسکناس و کارت های اعتباری استفاده شده اند. زیرا تکنولوژی استفاده از آن ها را ایجاب می کند تا ساختاری بسازند که به خوبی پیشرفت کند.

نمایشگرهای هولوگرافیکی نسل سوم

هم اکنون بر روی نسل سوم نمایشگرهای هولوگرافی برنامه هایی داریم که کار کنونی را با نسل های گذشته تراز بندی می کند. هدف از چنین کاری ساخت فضای حجمی در فضا مکان های مشخص مستقل (x,y.z) می باشد. هر چه تعداد این نقاط زیاد و متراکم باشد به نمایش های اصلی نزدیک تر خواهد بود. علاوه بر این نمایش های دیجیتال چیزی جز گروه هایی از نقطه ها که مجاور یکدیگر هستند نیست.

انواع نمایشگرهای هولوگرافیکی

نمایشگرهای هندسی هولوگرافیکی

اولین نسل از نمایشگرهای هولوگرافیکی در سال 2010 ساخته شد که بیش از نه نقطه و مکان داشت و قابلیت نمایش اطلاعات آماری ساده، تصاویر و نمادها را دارد. این تکنولوژی در ساخت نمایش های هندسی مشابه به صفحات نمایشی موجود در ماشین حساب ها و ساعت های مچی کاربرد دارد. این رویکرد صعود پذیر است و امکان شناسایی بسیاری از محصولات جالب همانند ساعت های شناور و هدفون های سه بعدی نیز وجود دارد.

نمایش های هم کنشی مسطح

دومین نسل نمایشگرها در سال 2013 معرفی گردید. این نمایش شامل صدها هزار نقطه و تصاویر معلق شناور در فضا هستند که بدون وقفه در حال تغییر هستند. فرآیند هم کنشی که به این حرکات جنبشی افزوده شده است این امکان را به شما می دهد تا گزینه ها را در فضای مجازی لمس کنید و یا طرحی را در این فضا ایجاد نمایید. این تصاویر تحت شرایط نور درونی روشن و قابل مشاهده هستند وهم چنین این رویکرد با اهرم فشار موجود در تکنیک های تولید واجزای آن صعود پذیر است.

هولوگرام های دیجیتالی ثابت

یک هولوگرام دیجیتالی یک هولوگرام ساخته ی کامپیوتر است که از مدل های گرافیکی سه بعدی حاصل می گردند که در ابزارهای چاپگرخاص به کار گرفته می شوند. هولوگرام های دیجیتال تمام رنگ هستند و تنها به یک چشمه ی نور و یک نور افکن نیاز دارند.

امکان افزودن تصاویر متحرک ساده به سیستم های هولوگرامی دیجیتال که تصاویر متفاوت از زاویه دید های متفاوت را نشان می دهند وجود دارد. هولوکسیا انواع متفاوتی از داده های سه بعدی را دریافت و یک هولوگرام دیجیتال را تولید می کند. این هولوگرام ها در آموزش، یادگیری، نمایش و نمایشگاه ها به کار می روند.

نمایش هولوگرام های متحرک

همانگونه که پیش تر بحث شد، ما با اطلاعات زیادی مواجهیم. سطح فعلی هنر نمایش هولوگرام های متحرک”اس ال ام” نامیده می شود. آن ها لزوما کوچک هستند. تلویزیون بعنوان ابزار نمایش که در آن هولوگرام نمایش داده می شود، نور لیزر از طریق آن تابیده یا منعکس می شود و الگویی در طرف دیگر آن تشکیل می شود.